什么是水源热泵空调机组?

什么是水源热泵空调机组?
什么是水源热泵空调机组?

什么是水源热泵空调机组?
水源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能,包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统.水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能）,实现低温位热能向高温位转移.地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖；夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去.通常水源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量.
根据热泵的热源介质来分,热泵可分为空气源热泵和水源热泵,而水源热泵又分为水环热泵和地源热泵.水环热泵是充分利用室内余热的一种热泵,冬季当室内余热不足时,可利用锅炉进行加热；夏季当室内余热过多时,可利用冷却塔进行排热.地源热泵在国内的应用刚刚起步,有关地源热泵的术语很多,也很不规范,为了避免混淆,现统一采用ASHRAE1997年规定的标准术语,即地源热泵(Ground-Source Heat Pump, GSHP).地源热泵是一个广义的术语,它包括以地下水、地表水和土壤作为热源和热汇的热泵系统.以土壤为热源和热汇的热泵系统称之为土壤源热泵(Ground-Coupled Heat Pump, GCHP)；以地下水为热源和热汇的热泵系统称之为地下水源热泵(Ground-Water Heat Pump, GWHP)；以地表水为热源和热汇的热泵系统称之为地表水源热泵(Surface Water Heat Pump, SWHP).
工作原理
作为自然现象,热量总是从高温端流向低温端.但如同水泵把水从低处提升到高处那样,人们可以用热泵技术把热量从低温端抽吸到高温端.所以热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中储存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低,这就是热泵节能的关键所在.水源热泵机组工作原理就是利用地球表面浅层地热能如土壤、地下水或地表水（江、河、海、湖或浅水池）中吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,在夏季利用制冷剂蒸发将空调空间中的热量取出,放热给封闭环流中的水,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量；而冬季,利用制冷剂蒸发吸收封闭环流中水的热量,通过空气或水作为载冷剂提升温度后在冷凝器中放热给空调空间.
水源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统.其中水源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式.三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气
优缺点
水源热泵空调系统主要具有以下技术优势：
（1）水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统.其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋.地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47％的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接地接受太阳辐射能量）,而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡.这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能.所以说,水源热泵一种利用清洁的可再生能源的技术.
2）水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高.而夏季水体为18～35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高.据美国环保署（EPA）估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户30％～40％的供热制冷空调的运行费用.
(3）水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动.是很好的热泵热源和空调冷源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性.不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题
（4）水源热泵使用的是电能,电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和CO2温室气体的排放.所以节能的设备本身的污染就小.设计良好的水源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比,相当于减少30％以上,与电供暖相比,相当于减少70％以上.
当然,象任何事物一样,水源热泵也不是十全十美的,其应用也会受到制约.
（1）受可利用的水源条件限制.水源热泵理论上可以利用一切的水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相当大的.所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键.目前的水源热泵利用方式中,闭式系统一般成本较高.而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件.对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度.
（2）受水层的地理结构的限制.对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质的结构,确保可以在经济条件下打井找到合适的水源,同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件,保证用后尾水的回灌可以实现.
（3）受投资经济性的限制.由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响,水源的基本条件的不同；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同.虽然总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低.但与传统的空调制冷取暖方式相比,在不同地区不同需求的条件下,水源热泵的投资经济性会有所不同.
威海中天嘉能生产水源热泵机组、土壤热泵机组、水环路热泵机组等多种机型.